不同生态种植区黄精形态指标与品质特性分析

王 海 程 云 张远明

（1铜仁市农业科教信息站，贵州 铜仁 554300；2铜仁市农业资源区划研究中心，贵州 铜仁 554300；3贵州精源科技有限公司，贵州 铜仁 554100）

黄精（Polygonatum sibiricumRed.）是百合科黄精属植物，是规定的黄精药材的一种基源植物[1]，具有较高的药用价值和食用价值[2-3]。黄精的根状茎是主要的食用和药用部位，具有补气养阴、健脾润肺等功效，在抗衰老、调节免疫、调血脂以及改善记忆力等方面有一定的药理作用[4]。黄精属药食同源药材，其在研制药物和开发保健产品等方面展现出良好的发展前景[5]，随着中药大健康产业发展，对黄精的需求呈现出增长趋势。近年来，贵州省大力发展中药材产业，黄精种植面积逐年增加，2022 年种植面积达1.48万hm2，形成了以梵净山为核心、辐射松桃、江口、印江和思南等县的黄精产业带。研究表明，不同的气候条件与地理环境会导致黄精植株形态及药用部位品质存在明显差异[6-7]。目前，有关黄精的研究主要集中在药材有效成分含量测定、药理药效、炮制方法及栽培技术等方面[8-11]，而对生态环境和黄精形态与品质形成的相关性研究相对较少。本研究通过比较分析不同生态种植区黄精根茎品质特性（折干率、浸出物、多糖和总灰分）和植株形态特征（株高、茎粗、地上部分固形物含量、须根数、根长、须根粗和根系固形物含量），明确黄精根茎品质与植株形态之间的相关性，为黄精生态规范化栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

于7月22—30日在贵州省铜仁市梵净山周边黄精主产区的6 个黄精种植基地采集整株黄精样品，每个基地均随机采集3株4年生无病虫害、形态完整的黄精植株，所有样品经鉴定为黄精正品，样品采集地信息详见表1。黄精植株采集与处理参考曹冠华等[12]、丁薪[13]的方法。

表1 样品采集地信息

1.2 测定项目与方法

1.2.1 植株形态指标黄精株高、根长采用直尺测量；茎粗、须根粗使用游标卡尺测量，测量结果均保留小数点后2 位；地上部分固形物含量和根系固形物含量采用烘干法测定。

1.2.2 根茎品质指标黄精根茎洗净后去除须根，用吸水纸吸干表面水分后切成薄片，准确称取鲜重，然后置于烘箱中105 ℃杀青30 min，60 ℃烘干至恒质量后取出，待温度降至室温后称取干质量，计算折干率。浸出物、总灰分和黄精多糖含量参照文献[1]中的方法进行测定。

1.3 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2016 进行数据整理，使用SPSS 25.0 对数据进行显著性检验和多重比较分析，使用R 语言分析相关性网络和绘制差异检验箱线图，采用CANOCO 5.0 软件进行冗余分析（RDA）。

2 结果与分析

2.1 不同生态种植区黄精根茎品质特性

黄精根茎品质特性分析是合理开发与利用药用植物资源的基础[14]。由图1 可以看出，不同生态种植区黄精根茎折干率在19.69%（YD1）～26.09%（YD5），平均含量为22.40%；浸出物含量在80.18%（YD1）～93.05%（YD3），平均含量为88.09%，符合黄精浸出物含量的限量值（≥45%）规定[4]。各生态种植区黄精中的多糖含量在8.29%（YD6）～11.37%（YD2），表明不同生态种植区黄精中的多糖含量存在差异，平均含量为10.15%，符合黄精多糖的含量不得低于7%的限定。此外，各生态种植区黄精根茎总灰分含量范围在1.52%（YD3）～3.29%（YD1），平均含量为2.34%，低于规定值（4%）。

图1 不同生态种植区黄精根茎品质特性比较

2.2 不同生态种植区黄精植株地上部分形态指标

植物地上部分形态反映了其对所处生态环境的适应性[11]。由图2 可以看出，不同生态种植区黄精的株高在80.17（YD2）～246.50 cm（YD4），平均株高为149.86 cm，各种植区黄精株高表现为YD4＞YD5＞YD3＞YD1＞YD6＞YD2。黄精茎粗在0.867（YD1）～1.762 cm（YD2），平均茎粗为1.17 cm。各种植区黄精茎粗表现为YD2＞YD4＞YD3＞YD6＞YD5＞YD1。黄精地上部分固形物含量在18.85%（YD4）～24.94%（YD1），平均含量为21.60%，各种植区黄精地上部分固形物含量表现为YD1＞YD5＞YD3＞YD2＞YD6＞YD4。

图2 不同生态种植区黄精地上形态指标比较

2.3 不同生态种植区黄精植株地下部分形态指标

植物的根系数量、长短以及根粗影响其对土壤中水分和矿物养分的吸收和利用，进而影响植物生长发育、产量及品质形成[14]。从图3可以看出，不同生态种植区黄精须根数在144（YD4）～340（YD6）根，平均217.83 根，表明不同生态种植区黄精根系存在明显差异，各种植区黄精须根数由高到低为YD6＞YD2＞YD5＞YD1=YD3＞YD4。根长在15.94（YD1）～24.67 cm（YD6），平均为20.95 cm，各种植区黄精根长由高到低为YD6＞YD3＞YD5＞YD4＞YD2＞YD1。须根粗在0.1519（YD1）～0.2774 cm（YD2），平均为0.1991 cm，各种植区黄精须根粗由高到低为YD2＞YD4＞YD3＞YD5＞YD6＞YD1。地下部分固形物含量在13.65%（YD2）～19.54%（YD6），平均含量为16.53%，各种植区黄精地下部分固形物含量由高到低为YD6＞YD3＞YD5＞YD4＞YD1＞YD2。

图3 不同生态种植区黄精地下形态指标比较

2.4 不同生态种植区黄精品质指标与植株形态指标的相关性

利用关联网络分析不同生态种植区黄精品质指标与植株地上、地下形态指标之间的关系，结果如图4 所示。黄精块茎折干率与茎粗、地上部分固形物含量、须根数、根长、须根粗和根系固形物含量均呈正相关，而与株高呈负相关。黄精块茎浸出物与根长呈正相关性（P＜0.01），与茎粗、须根数、根系固形物含量呈正相关性（P＜0.05），与株高、地上部分固形物含量呈负相关，这意味着黄精地上部分的快速生长，不利于黄精块茎有效成分的累积。黄精多糖与茎粗、须根粗呈正相关性（P＜0.01），与株高呈微弱的正相关，而与须根数、根系固形物含量、地上部分固形物含量呈负相关，表明粗壮的根系和茎粗有利于同化物向块茎运输和积累。此外，黄精块茎总灰分与根长呈负相关性（P＜0.01），与茎粗、须根数、根系固形物含量呈负相关，而与株高、地上部分固形物含量、须根粗呈微弱的正相关。

图4 不同生态种植区黄精品质特性与植株形态指标间的相关性网络

2.5 不同生态种植区黄精品质指标与植株形态指标的冗余性

不同生态种植区黄精品质指标和植株形态指标之间的相关性冗余分析（RDA），能更直观地反映它们之间的关联性。从图5 可以看出，第一排序轴和第二排序轴分别解释了黄精品质特性的44.43%和14.36%，其中，第一排序轴主要与茎粗、根长以及根系固形物含量的相关性较好；第二排序轴主要与株高、茎粗、根数及须根粗的相关性较好。采用envfit函数检验每个环境因子的显著性，结果表明，根长（r2=0.501，P=0.006）和须根粗（r2=0.478，P=0.008）对黄精品质的影响有统计学差异（P＜0.01）；株高（r2=0.448，P=0.014）、茎粗（r2=0.448，P=0.014）、根数（r2=0.441，P=0.015）及根系固形物含量（r2=0.344，P=0.047）对黄精品质影响有统计学差异（P＜0.05）。

图5 不同生态种植区黄精品质指标与植株形态指标间的冗余分析

3 结论与讨论

黄精的药用价值与其所含的化学成分含量密切相关[15]。折干率在一定程度上能反映黄精根茎中干物质状况，一般折干率越高，说明黄精生长代谢越旺盛[16]，本研究结果表明，不同生态种植区黄精根茎折干率在19.69%～26.09%，其中，YD5折干率最高，YD1最低。浸出物、多糖作为评价黄精质量的重要指标[17-18]，按规定，黄精根茎浸出物、多糖含量分别不得低于45%、7%。各生态种植区黄精样品中的浸出物含量在80.18%～93.05%，平均含量为88.09%；黄精多糖含量在8.29%～11.37%，平均含量为10.15%，表明不同生态种植区黄精根茎浸出物和多糖含量存在差异，总体上黄精的品质较高，该区域适宜黄精种植。总灰分是保证药材品质及洁净程度的重要依据，如果总灰分超过一定限度，说明所测样品可能掺有外来无机物[19]。各生态种植区黄精根茎总灰分含量范围在1.52%～3.29%，符合总灰分低于4.0%这一限量值的规定。

黄精地上、地下形态指标是衡量植株生长状况、营养状况以及植株对土壤养分吸收利用能力的重要指标[20]。株高能直观地反映植株生长状况，影响植物光合能力和同化物的合成，一般株高越高、植株叶片越多，植物光合作用越强，同化物的积累也越多[14]。植物茎对作物具有支撑和营养运输的功能，一般茎杆越粗，对植物的支撑作用越强，其养分运输能力也越强[21]。黄精地下部分根系数量及长短关系影响植株对土壤养分的吸收利用能力，进而影响黄精产量和品质形成[21]。本研究结果表明，不同生态种植区域黄精地上、地下部分形态指标均存在较大差异，表明不同生态种植区气候、海拔及土壤生态环境的差异会导致黄精植株生长及根系发育存在明显差异。关联网络分析结果表明，黄精根茎折干率、浸出物、多糖及总灰分含量与黄精地上、地下部分形态指标具有较好的相关性。冗余分析结果表明，影响黄精根茎品质特性的植株形态指标主要有根长、须根粗、株高、茎粗、根数和根系固形物含量。说明黄精株高、茎粗以及根系数量、长短等农艺性状与植物生长状态、光合能力强弱以及产、质量高低等息息相关，在实际生产过程中，可以通过调控土壤水肥供应促进黄精根系的生长发育，进而有利于黄精块茎干物质累积。

本研究比较分析了不同生态种植区黄精的根茎品质特性和植株形态特征及其之间的相关性，为黄精生态规范化栽培提供参考。